(57)【要約】【課題】限られたスペースやＦＰＣ等の配線基板上に多数のＬＥＤを配設するにおいても各ＬＥＤの放熱場所を容易に確保でき、また、放熱性能に差を設けることで、三色ＬＥＤによる白色ＬＥＤを構成する場合に放熱によるＬＥＤの色ずれの要因を最小限に抑えることができるＬＥＤ基板を提供する。【解決手段】本発明は、光学特性の異なる複数種のＬＥＤが配置され、各ＬＥＤに給電する配線パターンが印刷されたＬＥＤ基板１において、複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターン１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂそれぞれの体積を各ＬＥＤの発光特性に応じて異ならせたことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学特性の異なる複数種のＬＥＤが配置され、各ＬＥＤに給電する配線パターンが印刷されたＬＥＤ基板において、
前記複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターンそれぞれの体積を各ＬＥＤの発光特性に応じて異ならせたことを特徴とするＬＥＤ基板。
【請求項２】
前記複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターンそれぞれの幅を、各ＬＥＤに流す電流値の大小によって異ならせたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ基板。
【請求項３】
前記複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターンそれぞれの厚みを、各ＬＥＤに流す電流値の大小によって異ならせたことを特徴する請求項１に記載のＬＥＤ基板。
【請求項４】
光学特性の異なる複数種のＬＥＤが配置され、各ＬＥＤに給電する配線パターンが印刷されたＬＥＤ基板であって、前記複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターンそれぞれの体積を各ＬＥＤの発光特性に応じて異ならせたＬＥＤ基板を、１又は複数個光源として備えたことを特徴とするバックライト装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤ基板は、前記複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターンそれぞれの幅を各ＬＥＤに流す電流値の大小によって異ならせたものであることを特徴とする請求項４に記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記ＬＥＤ基板は、前記複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターンそれぞれの厚みを各ＬＥＤに流す電流値の大小によって異ならせたものであることを特徴する請求項４に記載のバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ基板及びそれを光源とするバックライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤの発光効率の向上、１個当りの発光量の増加により、中・大型の液晶バックライト装置用光源としてＬＥＤが使用され始めている。このようなＬＥＤを光源とする液晶バックライト装置は、発光色の異なるＬＥＤを多数個使用するのが一般的である。このように発光色の異なる多数個のＬＥＤそれぞれへ配線して給電するためには、多数個のＬＥＤを実装する配線基板が必須となる。
【０００３】
図４に一般的なＬＥＤ基板１の配線パターン、図５にその断面を示す。赤色ＬＥＤ（Ｒ）、緑色ＬＥＤ（Ｇ）、青色ＬＥＤ（Ｂ）が、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｂ…の順に配列され、ＬＥＤ（Ｒ）、ＬＥＤ（Ｇ）、ＬＥＤ（Ｂ）各々に対して等しい幅と厚みの配線パターン２Ｒ，２Ｇ，２Ｂが基板１上に印刷されている。ここで、緑色ＬＥＤ（Ｇ）が赤色ＬＥＤ（Ｒ）、青色ＬＥＤ（Ｂ）よりも２倍の個数用いられているのは、ＬＥＤ（Ｇ）の明るさが他のＬＥＤ（Ｒ），ＬＥＤ（Ｂ）よりも低く、その明るさを補う必要があるためである。
【０００４】
ところで、ＬＥＤそのものは次のような特性を有している。
【０００５】
（１）ＬＥＤの発光を明るくするためにはそれに流す電流量を大きくすればよいのであるが、電流量を上げ過ぎると発熱により発光効率が低下して暗くなるという相矛盾した特性がある。
【０００６】
（２）また、ＬＥＤは（１）のような点灯条件下で、その発熱により発光効率や光量が時間的に変動し、その結果、発光スペクトルがシフトする特性がある。
【０００７】
点灯時のＬＥＤの温度変化に対する上記（１）、（２）の現象は、発光色（Ｒ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤチップ）による特性の傾向は同じでも、ＬＥＤチップを構成する材料成分などにより特性が全く同じであるわけではないので、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤチップの組合わせで液晶が必要とする白色の色合いとその明るさを実現しようとしたときに、点灯初期と点灯による発熱（温度上昇）が飽和した時点とでその白色の色合いが要求からずれてしまう問題点があった。
【０００８】
このように、ＬＥＤはチップ温度が高くなると効率低下によって光量が低下したり寿命が短くなったりする問題が発生するため、それを回避するためにはＬＥＤにとって放熱対策は必須である。このような放熱対策を施したＬＥＤ基板の従来例として、特開２００５−２８３８５２号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。この従来のＬＥＤ基板は、２層以上から成る配線基板において、ＬＥＤが実装されている層とは反対面の層を放熱素材とし、スルーホールなどによってＬＥＤの発した熱を放熱素材側に移す構成である。
【０００９】
この従来のＬＥＤ基板は、配線パターン周辺や基板の材質そのものを変化させることによってＬＥＤの発した熱を放熱させる技術を採用している。このように、配線パターン周辺や基板の材質そのものを変化させることによってＬＥＤの発した熱を放熱させる技術の場合、多数個のＬＥＤそれぞれの発光色、発光特性に関係なく均一的に放熱させることになる。
【００１０】
しかしながら、白色を作り出すには赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの光量のバランスを調整するため、一般に、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤそれぞれに流す電流値を変えることでそれぞれのスペクトルの光を合成して所望する白色を作っているので、それぞれの電流値が異なることで基板の導通パターンが持つ値の小さい抵抗成分（抵抗率）でもパターン自体の発熱に差が生じ、ＬＥＤチップ自体の発熱とも絡み合い、色別のＬＥＤの発熱量に差が生じ、これが原因となって点灯時間と共に色ずれが生じてしまう問題点があった。
【００１１】
さらに従来は、ＬＥＤを実装している基板では、放熱対策として基板のＬＥＤとは反対面に放熱素材を使用しているため、コスト面や厚さに問題が生じてしまう。また、スルーホールを確保しなければならないため、限られたスペースを有効活用できない問題点もあった。
【００１２】
また、図６には従来の白色ＬＥＤパッケージ５を示している。白色ＬＥＤパッケージ５は、赤色ＬＥＤ５Ｒ、緑色ＬＥＤ５Ｇ、青色ＬＥＤ５Ｂをパッケージングしたもので、それぞれのＬＥＤへの給電のためにリード６Ｒ，６Ｇ，６Ｂが赤色ＬＥＤ５Ｒ、緑色ＬＥＤ５Ｇ、青色ＬＥＤ５Ｂそれぞれから引き出され、それぞれが配線パターン２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに接続される。このため、上記ＬＥＤ基板の場合と同様に、各色ＬＥＤの電流値が異なることで各色リードが持つ値の小さい抵抗成分（抵抗率）でも発熱に差が生じ、ＬＥＤチップ自体の発熱とも絡み合い、色別のＬＥＤの発熱量に差が生じ、これが原因となって点灯時間と共に色ずれが生じてしまう問題点があった。
【特許文献１】特開２００５−２８３８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、発光特性の異なる複数種のＬＥＤそれぞれの給電端に等しい電圧の電力を給電しても配線パターン自体によって各特性のＬＥＤに対して流す電流値をそれぞれに応じたものに調整でき、限られたスペースやＦＰＣ等の配線基板上に多数のＬＥＤを配設するにおいても各ＬＥＤの放熱場所を容易に確保でき、また、放熱性能に差を設けることで、三色ＬＥＤによる白色ＬＥＤを構成する場合に放熱による色ずれの要因を最小限に抑えることができるＬＥＤ基板及びそれを光源とするバックライト装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明は、光学特性の異なる複数種のＬＥＤが配置され、各ＬＥＤに給電する配線パターンが印刷されたＬＥＤ基板において、前記複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターンそれぞれの体積を各ＬＥＤの発光特性に応じて異ならせたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１のＬＥＤ基板において、前記複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターンそれぞれの幅を、各ＬＥＤに流す電流値の大小によって異ならせたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１のＬＥＤ基板において、前記複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターンそれぞれの厚みを、各ＬＥＤに流す電流値の大小によって異ならせたことを特徴するものである。
【００１７】
請求項４の発明のバックライト装置は、光学特性の異なる複数種のＬＥＤが配置され、各ＬＥＤに給電する配線パターンが印刷されたＬＥＤ基板であって、前記複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターンそれぞれの体積を各ＬＥＤの発光特性に応じて異ならせたＬＥＤ基板を、１又は複数個光源として備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項４のバックライト装置において、前記ＬＥＤ基板は、前記複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターンそれぞれの幅を各ＬＥＤに流す電流値の大小によって異ならせたものであることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項４のバックライト装置において、前記ＬＥＤ基板は、前記複数種のＬＥＤそれぞれに給電する配線パターンそれぞれの厚みを各ＬＥＤに流す電流値の大小によって異ならせたものであることを特徴するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のＬＥＤ基板によれば、発光特性の異なる複数種のＬＥＤごとにそれらに給電する基板配線のパターンの体積を各ＬＥＤの発光特性に応じて異ならせたことで、従来のようにスルーホールや放熱層を基板に形成しなくても、発光特性の異なる複数種のＬＥＤそれぞれの温度上昇を調整することができ、また、放熱性能に差を設けることで三色ＬＥＤによる白色ＬＥＤを構成する場合に放熱によるＬＥＤの色ずれの要因を最小限に抑えることができる。
【００２１】
また本発明のバックライト装置によれば、上記特長を有するＬＥＤ基板を光源としているので、ユニットとしても構成の簡素化が図れ、また、三色ＬＥＤによる白色ＬＥＤ基板を光源とする場合にその点灯初期と熱飽和後で白色光が色ずれすることがなく、カラー液晶の色味の変化を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００２３】
（第１の実施の形態）赤、青、緑の各発光色を用いたＲＧＢ−ＬＥＤバックライト装置の場合、各色のＬＥＤによって流す電流値を変化させなければならない。これは必要輝度、色度によって様々である。本実施の形態のＬＥＤ基板１は、図４に示したように赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤのチップ単体をＬＥＤ基板１にアレイに実装する場合に、流す電流値によって赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各発光色のＬＥＤに対する配線パターン１２Ｇ，１２Ｒ，１２Ｂの幅を同じにして、その厚みＴＲ，ＴＧ，ＴＢを異ならせている。ＲＧＢ各発光色のＬＥＤに対する配線パターン１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚みＴＲ，ＴＧ，ＴＢは、各発光色のＬＥＤの電流値に基づき異ならせる。
【００２４】
配線基板のパターンは、配線抵抗値Ｒ＝係数ａ×パターン長さ［ｍｍ］÷パターン幅［ｍｍ］（係数ａはパターンの材質や厚さによって変化する）より、各色ＬＥＤのＩ２ＬＥＤＲを求め、その合計値が最小になるように設定する。このように、各色の配線パターンの断面積を調整することで抵抗損を調整し放熱性能に差を設けることで、ＲＧＢ三色のＬＥＤにより白色ＬＥＤを構成する場合に放熱によるＬＥＤの色ずれを最小限に抑えることができる。
【００２５】
このようなＬＥＤ基板は、図３に示したような液晶バックライト装置１００の光源として使用するが、その場合、バックライト装置に要求される白色の色合いや明るさは、実装されたそれぞれの色のＬＥＤに流す電流量を異ならせることでＲＧＢの明るさを個々に調整する。また、ＬＥＤはチップ温度が上昇すると発光効率が低下するので、配線パターンの幅や厚みが薄いと光量をアップさせるために電流を流しても希望する光量アップが望めなくなる。そのため、できるだけ配線パターンの幅を広げたり厚みを増したりすることが望まれるが、パターン幅、厚みを大きくするのには限界がある。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、望みの白色を再現するのに必要とする電流値比率に対応して、配線パターン１２Ｇ，１２Ｒ，１２Ｂの幅を同じにしてその厚みＴＲ，ＴＧ，ＴＢを異ならせることで各色の配線パターンの断面積を調整し、これによって抵抗損を調整して放熱性能に差を設け、ＲＧＢ三色のＬＥＤによって白色ＬＥＤを構成する場合に放熱によるＬＥＤの色ずれを最小限に抑えることができる。
【００２７】
尚、上記実施の形態では、ＲＧＢ各色のＬＥＤに流す電流値に応じて配線パターンの幅を等しく保ちながら厚みを異ならせる設定にしたが、これに代えて、各色ＬＥＤの配線パターンの厚みは等しくして幅をそれに流す電流値に応じて異ならせる設定にすることができる。あるいは、各色ＬＥＤに流す電流値に応じて配線パターンの総延長を変化させる設定にすることもできる。
【００２８】
（第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態のＬＥＤパッケージについて、図２を用いて説明する。本実施の形態は、図６に示した従来のＬＥＤパッケージとパッケージ内に使用するＲＧＢ各色のＬＥＤ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ、またリード６Ｒ，６Ｇ，６Ｂは同じであるが、このリード６Ｒ，６Ｇ，６Ｂに接続する配線パターン１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂが従来の配線パターン２Ｒ，２Ｇ，２Ｂと異なっている。本実施の形態のＬＥＤパッケージでも、第１の実施の形態と同様に、ＲＧＢ各色のＬＥＤ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに給電する配線パターン１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚みは等しくし、幅をそれぞれのＬＥＤに流す電流値に応じて広狭異ならせている。
【００２９】
本実施の形態にあっても、この白色ＬＥＤパッケージ５の多数個を図３に示すようにアレイに配置して液晶バックライト装置１００の光源とする場合、各色のＬＥＤ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに給電する給電路の抵抗値を流す電流値に応じて異ならせるが、流す電流値が小さいＬＥＤには狭い幅のリードを接続し、逆に流す電流値が大きいＬＥＤには広い幅のリードを接続する。
【００３０】
これにより、本実施の形態のＬＥＤパッケージでも、配線パターン１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂごとの抵抗損を調整することで、白色ＬＥＤを構成するＲＧＢ各色のＬＥＤの放熱特性の差によるＬＥＤの色ずれを最小限に抑えることができる。
【００３１】
尚、本実施の形態にあっても、ＲＧＢ各色のＬＥＤ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに対する配線パターン１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの幅は等しくして厚みをそれに流す電流値に応じて異ならせる設定にすることができる。あるいは、各色ＬＥＤの流す電流値に応じてリードの総延長を変化させる設定にすることもできる。
【００３２】
（第３の実施の形態）図３は、第１の実施の形態のＬＥＤ基板１を光源として用いた液晶バックライト装置１００を示している。
【００３３】
本実施の形態のバックライト装置１００は、筐体１０１の底板１０２上に４体並列に並べて配置して光源とし、筐体１０１の上面側、つまり、出光面側に拡散板、集光シート等の光学シート材１０３を配置した構成である。
【００３４】
本実施の形態のバックライト装置１００では、光源として第１の実施の形態のＬＥＤ基板１を複数体用いており、各ＬＥＤ基板１がＲＧＢ三色のＬＥＤによって白色ＬＥＤを構成する場合に放熱によるＬＥＤの色ずれを最小限に抑えることができるものであるので、バックライト装置としてカラー液晶の色味の変化を最小限に抑えることができる。
【００３５】
尚、本実施の形態のバックライト装置１００において、第１の実施の形態のＬＥＤ基板１に代えて第２の実施の形態のＬＥＤパッケージ５の多数個を光源として採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態のＬＥＤ基板の断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態のＬＥＤパッケージの平面図。
【図３】本発明の第３の実施の形態のバックライト装置の一部破断せる斜視図。
【図４】一般的なＲ，Ｇ，Ｂの三色ＬＥＤをＲ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｂ…の順にアレイ配置したＬＥＤ基板の平面図。
【図５】従来のＬＥＤ基板の断面図。
【図６】従来のＬＥＤパッケージの平面図。
【符号の説明】
【００３７】
１  ＬＥＤ基板
５  白色ＬＥＤパッケージ
５Ｒ  赤色ＬＥＤ
５Ｇ  緑色ＬＥＤ
５Ｂ  青色ＬＥＤ
１２Ｒ  赤色ＬＥＤ配線パターン
１２Ｇ  緑色ＬＥＤ配線パターン
１２Ｂ  青色ＬＥＤ配線パターン
１６Ｒ  赤色ＬＥＤリード
１６Ｇ  緑色ＬＥＤリード
１６Ｂ  青色ＬＥＤリード
１００  バックライト装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007324192.tif 000007
【図６】
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